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PARTE12.pdf - UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA SEPARATAS...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIASEPARATAS DE CLASE ENDISENIO CANALESProf:MSc. Ing. Roberto Campaña Toro
REFERENCIAS:Las Separatas de Clase se han basado en las siguientes referencias:-Hidráulica de Tuberías yCanales. Arturo Rocha Felices.-Mecánica de Fluidos.Merle Potter y David Wiggert.-Hidráulica. Gilberto Sotelo
CAPITULO 1MOVIMIENTO UNIFORMEConceptoEn un canal con movimiento uniforme la profundidad y, el área A, la velocidad media V y el gastoQ son constantes en todas las secciones y la línea de energía, la superficie libre y el fondo sonlíneas paralelas, de modo que sus pendientes son iguales.SE=SW=S0=S(1)dondeSEes la pendiente de la línea de energíaSW es la pendiente de la superficie libreS0 es la pendiente del fondoFig. 1 Movimiento Uniforme en un CanalPara que se desarrolle el flujo uniforme la pendiente no debe ser excesivamente grande. Si lapendiente es muy grande aparecen ondulaciones superficiales ye el flujo deja de ser uniforme. Enalgunos casos las altas velocidades dan a lugar a que el agua atrape y arrastre partículas de aire,que constituyen el aire incorporado y que alteran la uniformidad del escurrimiento.Esfuerzo Cortante en unCanal
a)Canal muy ancho.En la figura 2 se representa el perfil longitudinal de un canal muy ancho con movimiento uniforme.Figura 2. Esfuerzo de corte en un canal muy anchoEn flujo uniforme las tres pendientes son iguales y se designan con la letra S. F es la componentedel peso, de la parte achurada, en la dirección del escurrimiento, h es la distancia variable entre elfondo y la parte inferior de la porción achurada, cuya longitud es ∆s. Como es un canal muy anchose considera el escurrimiento por unidad de ancho (medido perpendicularmente al plano deldibujo).Para el elemento fluido achurado se tiene que su volumen es(y-h)∆sY su peso esρg(y-h) ∆sEl producto de la densidadρ por la aceleración de la gravedad g es igual al peso especifico γ.La componente del peso en la dirección del escurrimiento esρg(y-h) ∆s senθComo el ángulo θ, formado por el fondo y un plano horizontal de referencia, es pequeño seconsidera que senθ=S luego,
ρg(y-h) ∆s SEn el movimiento uniforme no hay aceleración. La distribución de presiones es hidrostática. Lasfuerzas debidas a la presión se compensan y la componente del peso en la dirección delescurrimiento debe ser equilibrada por el corte total, que es producto del esfuerzo unitario de corteτhpor el área en que actúa.τh.∆s = ρg(y-h) ∆s SDe donde la relación entre el corte y la inclinación esτh= ρg(y-h) S(2)La distribución del esfuerzo de corte es lineal, esto puede verse en la figura3.Figura 3. Distribución de Esfuerzos Cortantes en un Canal.El esfuerzo de corte sobre el fondo se obtiene para h= 0.

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Term
Spring
Professor
N/A
Tags
Aceleraci n, Viscosidad, Onda, Ecuaci n, Esfuerzo cortante

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